Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1990 года по МПК H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике.

Цель изобретения - увеличение количества уровней регулирования при сохранении числа ключей.

На чертеже представлен один из вариантов предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит два вольто- добавочных трансформатора 1 и 2, мостовую схему, составленную из ключей 3-6. Каждый вольтодобавочный трансформатор 1, 2 содержит по две первичных обмотки 7, 8 и 9, 10 и вторичную обмотку 11,12. Начала первичных обмоток 7, Ь вольтодобавочного трансформатора 1 через ключи 13 и 14 сое- динены с одним из выводов для подключения сети. Вторичные обмотки 11, 12 формируют вместе с шунтирующими их ключами 15, 16 регулировочные секции, образующие последовательную цепь с нагруз- кой 17, подключенную к другой диагонали моста из ключей 3-6.

Для обеспечения равенства величины выходного напряжения( ивых) целочисленному ряду, т.е. Увых п Ди, где п 1, 2, 3, для приведенного варианта устройства соотношения чисел витков обмоток вольтодо- бавочного трансформатора 1 можно выбрать равными W : We: Wn 4,5 : 4.5 : 1. а для вольтодобавочного трансформатора 2 - Wg ; Wio: Wi2 0,75 : 2,25 :1.

Устройство работает следующим образом.

Формирование исходного (нулевого) уровня напряжения Uo происходит при ра- зомкнутых ключах 3, 4, 13, 14 или 5, 6, 13, 14, положение остальных ключей в каждом случае может быть произвольным. В этих условиях первичная обмотка отключена от источника напряжения, а напряжение на вторичных обмотках и на выходе устройства равно нулю.

Формирование следующих четырех уровней выходного напряжения происходит при замкнутых ключах 3, 4 (5,6) мостовой схемы. При замыкании ключей 16 и 13 формируется первый уровень выходного напряжения УВЫХ. Это напряжение приложено к нагрузке 17 вторичной обмоткой 11 вольтодобавочного трансформатора 1. Вольтодо- бавочный трансформатор 2 находится вследствие его замкнутой вторичной обмотки 12 в режиме короткого замыкания. В этом случае сопротивление его первичных обмоток (без учета активного сопротивления) равно нулю и все напряжение источника прикладывается к последовательно соединенным первичным обмоткам 7 и 8. Если теперь при замкнутом ключе 16 разомкнуть ключ 13 и замкнуть 14, то вторичной обмоткой 11 на нагрузке 17 будет сформирован второй уровень выходного напряжения ивых.2. В этом случае вольтодобавочный трансформатор 2, как и прежде, находится в режиме короткого замыкания, а все напряжение источника будет приложено уже к первичной обмотке 8 вольтодобавочного трансформатора 1. Вследствие этого изменится (увеличится) величина выходного напряжения. При формировании третьей и четвертой ступеней ключ 16 размыкается, а ключ 15 - замыкается, и нагрузка 17 оказывается подключенной только к вторичной обмотке 12 трансформатора 2. Если теперь ключ 13 замкнут, а ключ 14 - разомкнут, то все напряжение источника будет приложено к последовательно соединенным первичным обмоткам 9, 10 трансформатора 2, так как трансформатор 1 в этом случае находится в режиме короткого замыкания. На нагрузке 17 будет сформирован третий уровень выходного напряжения Увых.з. При размыкании ключа 13 и замыкании ключа 14 к источнику подключена только первичная обмотка 10 вольтодобавочного трансформатора 2, и на выходе устройства будет сформирован очередной четвертый уровень выходного напряжения Увых. Еще четыре ступеньки формируются аналогичным образом при разомкнутых ключах 4, 5 и замкнутых ключах 3, 6 мостовой схемы. В этом случае приемник электрической энергии оказывается подключенным под суммарное напряжение источника и какой-либо из вторичных обмоток вольтодобавочного трансформатора. Если же разомкнуты ключи 3. 6 и замкнуты ключи 4. 5 мостовой схемы, то выходное напряжение на нагрузке 17 будет равно разности напряжении какой-либо из вторичных обмоток вольтодобавочного трансформатора и источника.

Соотношения чисел витков W, , Wg, Wio, Wii и Wi2 выбраны равными соответственно W : Ws: ,5 :4,5 : 1 и Wg : Wio ; ,75 : 2,25 : 1. Указанные соотношения чисел витков обеспечивают формирование уровней выходного напряжения с одинаковым шагом между ними. При этом по сравнению с известным устройством, имеющим аналогичное количество вторичных обмоток, количество уровней увеличивается при одинаковом количестве ключей.

В общем случае предлагаемое устройство может содержать N вспомогательных трансформаторов и N отводов от секций общей первичной обмотки. Тогда число формируемых уровней выходного напряжения равно

S 3 N CN + 1 з№+ 1. . а число ключей m 2 (N +2).

Формула изобретения

1. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий вольтодобавочный трансфер- матор, мостовую схему, каждое плечо которой образовано ключом, первая диагональ которой подключена к выводам для подключения источника питания, а вторая диагональ подключена одним выводом к первому выводу для подключения нагрузки, а другим выводом - к первому выводу цепи из последовательно включенных N регулировочных секций, при этом второй вывод цепи соединен с вторым выводом для подключения на- грузки, отличающийся тем, что, с целью повышения количества уровней регулирования при сохранении числа ключей, число вольтодобавочных трансформаторов равно N, каждый вольтодобавочный траисформа- тор содержит N первичных обмоток, i-я первичная обмотка еольтодобавочного

трансформатора образует последовательную цепь с соответствующими первичными обмот((ами всех вольтодобавочных трансформаторов, связанную первым выводом через соответствующий ключ с первым выводом для подключения сети, а вторым выводом - с первым выводом последовательной цепи из(1+1)-х первичных обмоток, при этом второй вывод последовательной цепи из N-X первичных обмоток соединен с вторым выводом для подключения сети, кроме того, каждая регулировочная секция выполнена в виде включенных параллельно вторичной обмотки соответствующего вольтодобавоч- ного трансформатора и ключа.

2, Преобразователь поп,1,отличаю- щ и и с я тем, что при N-2 соотношения витков между первой, второй первичными обмотками и выходной обмоткой длл первого и второго вольтодобаоочных трансформаторов выбраны соответственно рапными 4, 5 :,5; 1,0 и 0,75 : 2,25 : 1,00,

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - увеличение количества уровней регулирования при сохранении числа ключей. Дискретное изменение величины напряжения на нагрузке осуществляется изменением количества подключенных к источнику первичных обмоток 7 - 10 вольтодобавочных трансформаторов 1, 2 с помощью ключей 13, 14. Одновременно с этим посредством ключей 15, 16 изменяется как число включенных первичных обмоток, так и число вторичных обмоток 11, 12, соединенных с нагрузкой 17. Кроме того, изменение порядка включения ключей 3 - 6 изменяет схему подключения набора вторичных обмоток к нагрузке 17 и источнику напряжения. Все это обеспечивает достижение поставленной цели. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.